DE2514208A1

DE2514208A1 - Gasturbine der scheibenbauart

Info

Publication number: DE2514208A1
Application number: DE19752514208
Authority: DE
Inventors: Helmut Maghon
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Kraftwerk Union AG
Priority date: 1975-04-01
Filing date: 1975-04-01
Publication date: 1976-10-14
Also published as: GB1498327A; SE417629B; SE7601516L; US4035102A; CH594816A5

Description

2 6. MRZ. ;97B

KRAFTWERK UlTIOlT AKTIENGESELLSCHAFT 4330 Mülheim-Ruhr,

Wiesenstraße 35

Unser Zeichen: VPA 75 P 9454 BRD

Gasturbine cer Scheibenbauart

Die Erfindun~ betrifft eine Gasturbine der Scheibenbauart mit im Querschnitt U-föriaigen Ringen zwischen den Turbinenscheiben und nit einer Kühliinp der Laufschaufelfüße über axiale Nuten an den Schaufelfüßen sowie mit freien Ringspalten zwischen den Stirnseiten der Turbinenscheiben und den Zwischenringen über die radiale Höhe der Schaufelfüße, wobei der eine als Kühlgaszuführungskammer ausgebildete Ringspalt nach außen durch einen Dichtungsring abgeschlossen ist und nach innen mit radialen Kühlgaszuführungskanälen in Verbindung steht, während der andere Ringspalt nach außen offen und nach innen gegen die Läuferscheibe abgedichtet ist.

Eine derartige Gasturbine ist aus der DT-PS 1 182 474 bekannt. Mit der dort beschriebenen Kühlung der Laufschaufelfuße erfolgt zwar auch in einem gewissen Umfange eine Kühlung der Zwischenringe, jedoch nur an deren Stirnseite. Mit steigenden Turbineneintrittstemperaturen müssen jedoch auch die Zwischenringe stärker gekühlt werden, als das bei der bisher bekannten Anordnung der Fall war.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu schaffen, mit der auch die U-förmigen Zwischenringe ausreichend gekühlt werden.

Ausgehend von einer Gasturbine der eingangs beschriebenen Art ist zur Lösung der genannten Aufgabe erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Zwischenringe radial dicht unterhalb der Dichtungsringe axiale, von den KühlgasZuführungskammern mit Kühlgas gespeiste Bohrungen aufweisen. Zweckmäßig ist es dabei, wenn in diese Bohrungen prismatischen Querschnitt aufweisende Füllkörper eingesetzt sind,

6 0 9 8 k 2 / (j O 6 1

YPA 75 P 94-54- BRD — ρ —
die auf ihrer Gesamtlänge um mindestens 180 verdreht sind.

Auf diese Wei;je können auch die Zwischenringe ausreichend gekühlt werden, wobei durch das Einsetzen der verbundenen Füllkörper die Bohrungen über ihre gesamte Länge mit hinreichend kaltem Kühlgas beaufschlagt werden können.

Anhand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau und Wirkungsweise eines Ausführungsbeispieles nach der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch zwei Läuferscheiben mit den entsprechenden Zwischenringen,

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1 für den Bereich eines Zwischenringes und

Fig. 3 eine oeitenansicht auf einen Zwischenring mit den entsprechenden Kühlgasbohrungen und eingesetzten Füllkörpern.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Längsschnitt sind zwei auf die Welle aufgesetzte Turbinenscheiben 2 gezeigt, die entsprechende Laufschaufeln 3 tragen. Zid-schen den einzelnen Turbinenscheiben 2 sind ferner im Querschnitt U-förmige Zwischenringe 4 vorgesehen, die über Ringschultern 5 ^auf der einen Seite mit der benachbarten Turbinenscheibe verspannt sind. Zwischen den Stirnflächen dieser Zwischenringe 4- und den Stirnflächen der Schaufelfüße 6 sind dabei Ringspalte 7 bzw. 8 freigelassen, die zusammen mit nicht näher dargestellten Axialnuten an. den Schaufelfüßen 6 zur Kühlgasführung dienen. Das Kühlgas strömt dabei über radiale Zuführungskanäle 11 in den als KühlgasZuführungskammer ausgebildeten Ringspalt 8, der durch einen Dichtungsring 10 bei Betrieb der Maschine durch die nach außen wirkende Fliehkraft abgedichtet ist. Nach Durchströmen der Hüten in den Schaufelfüßen kann das Kühlgas dann über durch die Ringspalte 7 in den Treibgasstrom der Turbine austreten.

609842/0081

V 5 14208 YPA 75 ρ 94-54 BRD

Zur Kühlung der U-förmigen Zwischenringe sind nunmehr nach, der Erfindung in der Nähe der gasseitigen Oberfläche axiale Bohrungen 12 vorgesehen, die radial unterhalb der Dichtungsringe 10 vom Ringspalt; 8 ausgehen und in nach außen offenen Ringspalt 7 enden. Das Kühlgas wird damit der gleichen Kühlgaszuführungskammer 8 entnommen, von der aus auch die Schaufelfüße 6 gekühlt werden.

Zur Verbesserung des Wärmeüberganges sind in diese Kühlluftbohrungen 12 im Querschnitt prismatische Füllkörper 13 eingeschoben, die nach dem dargestellten Ausführungsbeispiel - wie auch insbesondere aus Fig. 3 zu ersehen ist - zweckmäßigerweise quadratischen Querschnitt aufweisen. Diese Füllkörper 13 sind dabei mindestens um 180° auf ihrer Gesamtlänge verdrillt. Damit werden zwischen der Oberfläche dieser Füllkörper I3 und der Innenwandung der Bohrungen 12 vier wendelförmig verlaufende Kühlkanäle gebildet. Durch diesen wendelfürmigen Verlauf der Kühlkanäle wird das in der ersten Hälfte des Liihlweges aufgeheizte Kühlgas von der heißen Seite der Bohrung weggeführt und das bisher an der weniger heißen Seite strömende Kühlgas in der zweiten Hälfte zur Kühlung der heißen Seite der Bohrung herangezogen, wie das aus dem mit Pfeilen eingezeichneteji Lühlgasverlauf zu ersehen ist.

Dadurch ergibt sich mit geringem Aufwand auch eine optimale Kühlung der Zwischenringe, ohne daß dafür gesonderte Kühlgaszuführungskanäle geschaffen werden müssen.

h (J 9 H L y I ι μ ) 6 1

Claims

25H208 VPA 75 I" 9;+54 BRD i at ont;an.c; ruche

1./Gasturbine dor Scheiberibauart nit im Querschnitt U-förmigen Ringen zwischen den iurbinenscheiben und mit einer Kühlung der Laufschaufelfüße über axiale Nuten an den Schaufelfüßen sowie freien Ringspalten zwischen den Stirnseiten der Turbinenscheiben und der Zwischenringe über die radiale Höhe der Schaufelfüße, wobei der eine als liühl gas Zuführungskammer ausgebildete Ringspait nach außen durch einen Dichtungsring abgeschlossen und nach, innen mit radialen Kühlgaszuführungskanälen in Yerbind.;irif steht, während der andere Ringspalt nach außen cffen und nach innen gegen die Turbinenscheibe abgedichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenringe (4) radial dicht unterhalb der Dichtungsringe (10) axiale, von den ilühlraszuflüirimpskamir-ern (β) mit Kühlgas gespeiste Bohrungen (12) auf wo:,scr·.

2. Gasturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Bohrungen (12) prinmstischen Querschnitt aufweisende Füllkörper (13) eingesetzt sind, die auf ihrer Gesamtlänge um mindestens 180° verdrillt sind.

3- Gasturbine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der i'üll":örper (13) quadratisch ist.

H 0 9 H k L i υ U 6 1

S .

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